FI122712B - Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI122712B
FI122712B FI20075830A FI20075830A FI122712B FI 122712 B FI122712 B FI 122712B FI 20075830 A FI20075830 A FI 20075830A FI 20075830 A FI20075830 A FI 20075830A FI 122712 B FI122712 B FI 122712B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
acceleration
maximum
minimum
accelerations
characteristic
Prior art date
Application number
FI20075830A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20075830A0 (fi
FI20075830A (fi
Inventor
Ulf Meriheinae
Original Assignee
Vti Technologies Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI20075536A external-priority patent/FI20075536A0/fi
Priority claimed from FI20075817A external-priority patent/FI20075817A0/fi
Publication of FI20075830A0 publication Critical patent/FI20075830A0/fi
Priority to FI20075830A priority Critical patent/FI122712B/fi
Application filed by Vti Technologies Oy filed Critical Vti Technologies Oy
Priority to CA2615214A priority patent/CA2615214C/en
Priority to US12/000,998 priority patent/US7962309B2/en
Priority to JP2010515540A priority patent/JP5344491B2/ja
Priority to EP08775480.0A priority patent/EP2165203B1/en
Priority to PCT/FI2008/050355 priority patent/WO2009007498A1/en
Publication of FI20075830A publication Critical patent/FI20075830A/fi
Priority to US13/080,946 priority patent/US8229700B2/en
Publication of FI122712B publication Critical patent/FI122712B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1123—Discriminating type of movement, e.g. walking or running
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/006—Pedometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/725—Details of waveform analysis using specific filters therefor, e.g. Kalman or adaptive filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)

Description

MENETELMÄ JA LAITE LIIKKUJAN ETENEMISEN MITTAAMISEKSI
Keksinnön ala 5
Keksintö liittyy fysikaalisessa mittauksessa käytettäviin mittalaitteisiin, ja tarkemmin sanottuna menetelmään ja laitteeseen liikkujan etenemisen mittaamiseksi. Keksinnön avulla pyritään tarjoamaan aikaisempia ratkaisuja parempi ja 10 yksinkertaisempi ratkaisu liikkujan etenemisen mittaamiseksi, joka soveltuu käytettäväksi useissa erityyppisen liikkumisen mittausratkaisuissa.
Keksinnön taustaa 15
Kun tehdään inertia-antureihin, esimerkiksi kiihtyvyys- tai kulmanopeusantureihin, perustuvaa navigointia (iner- tianavigointi) on tärkeää että, jos integroi anturisignaa- lia, integrointiaika ei muodostu liian pitkäksi ja siten 20 anturin mittausvirheestä syntyvä paikan tai suunnan virhe liian suureksi. Tämän estämiseksi liike pyritään usein jakamaan syklisesti toistuviin jaksoihin, joiden pituus on riittävän lyhyt. Menetelmää kutsutaan askelnavigoinniksi.
Tällainen askelnavigointi, jossa mitataan esimerkiksi ete- 25 nemisnopeus, kuljettu matka, suunta, askeltiheys (kadens- o si) ja -aika sekä askelpituus, on tärkeä urheiluvalmennuk- o ^ sessa ja -kilpailuissa sekä kuntoilussa ja muussa ulkoi- V lussa. Kulkutapa voi olla esimerkiksi juoksu, kävely, sau-
CM
cm vakävely, kilpakävely, murtomaahiihto, mäenlasku, rulla- ir 30 hiihto, rullaluistelu, luistelu tai muu vastaava, jossa on o syklinen liike.
co 00 tn § Inertianavigointi voi toimia itsenäisesti tai sitten sitä
CM
voi käyttää yhdistettynä satelliittinavigointiin, satel- 1 liittinavigoinnin tarkkuuden parantamiseksi, etenkin 2 satelliittisignaalien katvealueilla, satelliittipaikannuksen diagnostisointiin vikatilanteissa tai satelliittinavi-goinnin virrankulutuksen pienentämiseksi, harvennettujen satelliittisignaalivastaanottojen kautta.
5
On olemassa useita tunnetun tekniikan mukaisia ratkaisuja, joilla pyritään kuljetun matkan mittaamiseen kiihtyvyysanturia käyttämällä. Esimerkiksi inertianavigoinnissa kuljetun matkan mittaamiseen käytetään useimmiten kiihtyvyysan-10 turia. Kiihtyvyysanturin avulla voidaan mitata jalan kosketusarka, ts. aika jonka jalka on maassa. Tällainen tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi US-patenttijulkaisussa US 4,578,769. Edellä mainitussa patenttijulkaisussa kuvattu menetelmä antaa hyviä tuloksia 15 suurissa juoksuvauhdeissa, muttei ole robusti hitaassa juoksussa eikä kävelyssä, missä esimerkiksi jalan irtoaminen maasta on hankala huomata.
Kiihtyvyysanturi voi olla yksinkertainen kytkin tai vas-20 taava, jolla pelkästään mitataan askelten lukumäärä ja arvioidaan matka askelten lukumäärän ja nopeus kadenssin perusteella. Näitä laitteita kutsutaan pedometreiksi.
Yhtenä ratkaisuna hieman kehittyneemmässä tunnetun teknii- 25 kan mukaisessa järjestelmässä kiihtyvyysanturilla voidaan ^ mitata kulkijan todellinen liike jalasta. Tällaisia tunne- o (M tun tekniikan mukaisia ratkaisuja on esitetty esimerkiksi i Y US-patenttihakemusjulkaisussa US 2002/0040601, US-patent- c\j tijulkaisussa US 5, 955, 667 sekä kanadalaisessa patenttiin 30 julkaisussa CA 2,218,242.
CL
O
CO
oo Edellä mainitussa patenttijulkaisussa yhdistetään useamman o kiihtyvyysanturin ja kulmaliikeanturin mittaussignaalit ja ^ saavutetaan merkittävästi parempi tarkkuus kuin pedomet- 35 reillä tai kontaktiaikamittauksilla. Näiden tunnetun tekniikan mukaisten ratkaisujen heikkouksia ovat kuitenkin 3 tarvittava antureiden lukumäärä, lineaarikiihtyvyysanturi sekä kulmaliikeanturi, maan vetovoimakentän aiheuttaman virheen, kallistuksen ja sen muutoksen kautta, kompensoimiseksi sekä algoritmin kompleksisuus, jotka näkyvät jär-5 jestelmän koossa, kustannuksissa sekä virrankulutuksessa.
Edellä esitetyn mittausjärjestelyn yksinkertaistamiseksi on esitetty tunnetun tekniikan mukaista ratkaisua kiihtyvyysanturin käyttämiseksi siten, että hyödynnetään tietoa 10 siitä, että jalka on paikallaan, kun se on maassa ja siten autonollaamalla pyritään parantamaan tarkkuutta. Tällainen tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi US-patenttijulkaisussa US 6,356,856. Edellä mainitussa patenttijulkaisussa kuvattu menetelmä kärsii kuiten-15 kin epätarkkuudesta, kun kallistus muuttuu liikkeen aikana. Laskenta on tässäkin tapauksessa mutkikasta, vaatien energiaa ja ohjelmamuistikapasiteettia.
Yksi tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu liikkeen tunnis-20 tamiseen ja liikkeessä olon ajan mittaamiseen on esitetty kiihtyvyysanturiin perustuva menetelmä. Tällainen tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi US-patentti j ulkaisussa US 6,298,314.
25 Edelleen yksi tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu ylei-
seksi laitteistoksi urheilijan liikkeen mittaamiseksi on o J
o <M esitetty esimerkiksi US-patenttijulkaisussa US 7,092,846 i ^ sekä kansainvälisessä patenttihakemusjulkaisussa WO 00/20874.
£ 30
CL
Kirjallisuudessa on esitetty useita tunnetun tekniikan co ...
oo mukaisia ratkaisuja askelnavigointiin. Näissä kaikissa o tunnetuissa ratkaisuissa on ongelmana yksinkertaisuuden, ja o sitä kautta alhaisten kustannusten, pienen koon, alhaisen 35 virrankulutuksen ja tarkkuuden yhdistäminen. Esitetyissä ratkaisuissa suurimpia virhelähteitä ovat gravitaation kyt- 4 keytyminen mittaussignaaliin kulman muuttuessa, jalan maa-kontaktin yksiselitteinen havaitseminen sekä jalan luistaminen maakontaktissa, jolloin kiihtyvyys-ja nopeussignaali vääristyvät.
5
Keksinnön yhteenveto
Keksinnön päämääränä on parannettu menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi. Tämän keksinnön mukai-10 sen menetelmän ja laitteen avulla saavutetaan parhaiden yllä esitettyjen menetelmien tarkkuus huomattavasti yksinkertaisemman toteutusratkaisun avulla, käyttäen yhtä kiihtyvyysanturia ilman kallistuskompensointia. Keksinnön mukainen anturiratkaisu soveltuu käytettäväksi useissa eri-15 tyyppisen liikkumisen mittausratkaisuissa.
Keksinnön ensimmäisen piirteen mukaan tarjotaan menetelmä liikkujan etenemisen mittaamiseksi siten, että vähintään yksi seuraavista liikkujan etenemistä kuvaavista suureista: 20 nopeus, askeltiheys, askelten lukumäärä, askelpituus, matka ja etenemistapa, lasketaan kiihtyvyysanturin avulla mitattujen kehon pystykiihtyvyyden arvojen sekä mitatun ajan avulla.
25 Edullisesti, mitatuista kehon pystykiihtyvyyden arvoista ^ määrätään askeljaksokohtaiset positiiviselle puolijakson o <m eli knhdytysvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset i V maksimikiihtyvyydet amax sekä vastaavasti askel j aksokoh-
CM
^ täiset negatiiviselle puolijakson eli jarrutusvaiheen x £ 30 ajalle sijoittuvat karakteristiset minimikiihtyvyydet amin .
o
CO
00
Edullisesti, askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimi-o cm kiihtyvyydet amax saadaan askel j aksokohtaisten mitattujen kiihtyvyysarvojen maksimeina ja karakteristiset minimi- 5 kiihtyvyydet amin saadaan askel j aksokohtaisten mitattujen kiihtyvyysarvojen minimeinä.
Vaihtoehtoisesti, askeljaksokohtaiset karakteristiset mak-5 simikiihtyvyydet amax saadaan analogisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amin saadaan analogisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina minimeinä.
10
Edelleen vaihtoehtoisesti, askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax saadaan digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet 15 amin saadaan digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina minimeinä.
Edelleen vaihtoehtoisesti, askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax saadaan digitaalisesti suo- 20 datettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihty- ^ vyydet amin saadaan digitaalisesti suodatettujen kiihty- o , vyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina negatiivi- ^ 25 sen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina kes- kiarvoina. Edelleen edullisesti, digitaalisessa suodatuk-
X
dl sessa käytettävä funktio on:
LO
i'- g missä f on taajuus ja f0 sopivasti valittu rajataajuus.
(M
30 6
Edelleen vaihtoehtoisesti, askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax saadaan digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset minimi-5 kiihtyvyydet amin saadaan digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina minimeinä.
Edelleen vaihtoehtoisesti, askeljaksokohtaiset karakteris-10 tiset maksimikiihtyvyydet amax saadaan digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien aln askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amin saadaan digitaalisesti paino-15 tetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina negatiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina.
Edullisesti, digitaalisessa painotetussa suodatuksessa 20 käytettävä funktio on: aouXn) = ^-k)* aouXn~X)+ain*k ' missä n kuvaa n: tä näytettä ja i on painotuskerroin.
I'-- § Edullisesti, nopeus v lasketaan pystykiihtyvyyden karakte- c\j A 25 ristisisten maksimikiihtyvyyksien amax avulla seuraavasti: c\i f a λ C\1 Umax ! 2 i v-t· --frti , 1 step o
CO
00 V / tn h-· o o ^ missä g on gravitaation aiheuttama kiihtyvyys, fref on referenssitaajuus ja karakteristinen maksimikiihtyvyys amax 7 on sopivasti valitulla rajataajuudella /0 suodatetun pys-tykiihtyvyyden maksimiarvo. Vaihtoehtoisesti, nopeus v lasketaan pystykiihtyvyyden karakteristisisten minimikiih-tyvyyksien amin avulla seuraavasti: 5 v ~ k J\a
Edullisesti, liikkujan etenemistä kuvaavia suureita laskettaessa askeleeseen käytetty aika Tstep saadaan mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista saadun kiihtyvyyskäyrän kahden 10 ekvivalenttisen pisteen, kuten maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, välisenä aikana.
Edullisesti, askeleen askelpituus sstep lasketaan kaavasta: s = v * T
step step 15
Edullisesti, askelten askeltiheys fstep lasketaan kaavasta: f =1 IT
J step step
Edelleen edullisesti, askeleiden lukumäärä n lasketaan 20 mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista saatujen kiihtyvyys-käyrän ekvivalenttisten pisteiden, kuten esimerkiksi maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, q lukumäärän n perusteella, o
(M
V 25 Edelleen edullisesti, kuljettu matka s lasketaan askelten c\i askelpituuksien summana: ί * = ί>-*(0· o /=1
CO
00
LO
§ Edullisesti, menetelmässä erotetaan toisistaan etenemis en 30 muodot, kuten kävely, juoksu ja hiihto, maksimi- ja mini-mikiihtyvyyden, karakteristisen maksimi- ja minimikiihty- 8 vyyden arvojen amax ja amin ja/tai askeltiheyden perusteella. Edullisesti, menetelmässä tehdään yksilöllinen kalibrointi kullekin etenemismuodolle, kuten juoksulle, kävelylle, sauvakävelylle tai murtomaahiihdolle. Edullisesti, 5 menetelmä on sovitettu käytettäväksi askelnavigoinnissa.
Keksinnön toisen piirteen mukaan tarjotaan laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi siten, että laite on sovitettu mittaamaan minimikiihtyvyyttä ja aikaa siten, että vähintään 10 yksi seuraavista liikkujan etenemistä kuvaavista suureista: nopeus, askeltiheys, askelten lukumäärä, askelpituus, matka ja etenemistapa, lasketaan kiihtyvyysanturin avulla mitattujen kehon pystykiihtyvyyden arvojen sekä mitatun ajan avulla.
15
Edullisesti, laite on sovitettu määrittämään mitatuista kehon pystykiihtyvyyden arvoista askeljaksokohtaiset positiiviselle puolijakson eli kiihdytysvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax sekä vas-20 taavasti askeljaksokohtaiset negatiiviselle puolijakson eli jarrutusvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset minimikiihtyvyydet amin .
Edullisesti, laite on sovitettu määrittämään askeljaksoin 25 kohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax askel en ^ jaksokohtaisten mitattujen kiihtyvyysarvojen maksimeina ja i V karakteristiset minimikiihtyvyydet amin askel j aksokohtais-
(M
^ ten mitattujen kiihtyvyysarvojen minimeinä, x
IX
CL
o 30 Vaihtoehtoisesti, laite on sovitettu määrittämään askel en oo j aksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax o ^ analogisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien aln askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset 9 minimikiihtyvyydet amin analogisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina minimeinä.
Edelleen vaihtoehtoisesti, laite on sovitettu määrittämään 5 askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amia digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina 10 minimeinä.
Edelleen vaihtoehtoisesti, laite on sovitettu määrittämään askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin sig-15 naalien ain askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amin digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina negatiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen 20 yli olevina keskiarvoina. Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu käyttämään digitaalisessa suodatuksessa funktiota : £ a out = a m / Vt1 + (//-/0)2] f o , missä f on taajuus ja f0 sopivasti valittu rajataajuus.
V 25
(M
Edelleen vaihtoehtoisesti, laite on sovitettu määrittämään x £ askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet co amax digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyys-
LO
^ anturin signaalien ain askeljaksokohtaisina maksimeina ja o C\l 30 karakteristiset minimikiihtyvyydet amin digitaalisesti pai- 10 notetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina minimeinä.
Edelleen vaihtoehtoisesti, laite on sovitettu määrittämään 5 askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amin digitaali-10 sesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina negatiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina. Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu käyttämään digitaalisessa painotetussa suodatuksessa funktiota: 15 aout {n) = (l - k)* aoul {n -1 )+ain * k , missä n kuvaa n:tä näytettä ja έ on painotuskerroin.
Edullisesti, laite on sovitettu laskemaan nopeuden v pys-tykiihtyvyyden karakteristisisten maksimikiihtyvyyksien 20 amax avulla seuraavasti: , lS f V~k' —t--fref ' 1 step ^ l o v 7 o
(M
*7 missä g on gravitaation aiheuttama kiihtyvyys, fref on
(M
0X1 referenssitaajuus ja karakteristinen maksimikiihtyvyys amax
X
tr 25 on sopivasti valitulla rajataajuudella f0 suodatetun pys-o ^ tykiihtyvyyden maksimiarvo. Vaihtoehtoisesti, laite on m ^ sovitettu laskemaan nopeuden v pystykiihtyvyyden karakte- o ^ ristisisten minimikiihtyvyyksien amin avulla seuraavasti: v ~ k J\a v Ύ Panuni 11
Edullisesti, laite on sovitettu määrittämään liikkujan etenemistä kuvaavia suureita laskettaessa askeleeseen käytetty aika Tstep mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista 5 saadun kiihtyvyyskäyrän kahden ekvivalenttisen pisteen, kuten maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, välisenä aikana.
Edullisesti, laite on sovitettu laskemaan askeleen askel-10 pituuden sstep kaavasta:
s — v*T
step step
Edullisesti, laite on sovitettu laskemaan askelten askel-tiheyden fstep kaavasta: 15 /«,=1 IT„,P.
Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu laskemaan askeleiden lukumäärän n mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista saatujen kiihtyvyyskäyrän ekvivalenttisten pisteiden, 20 kuten esimerkiksi maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, lukumäärän n perusteella.
Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu laskemaan kulje- ^ tun matkan s askelten askelpituuksien summana: o CM „ - 25 s = Y^sstep(i).
f /=1
CM
CM
| Edull isesti, laite on sovitettu erottamaan toisistaan ete- Q_ ' o nemismuodot, kuten kävely, juoksu ja hiihto, maksimi- ja co minimikiihtyvyyden, karakteristisen maksimi- ja minimiin o 30 kiihtyvyyden arvojen amax ja amin ja/tai askeltiheyden
CM
perusteella.
12
Edullisesti, laite on sovitettu tekemään yksilöllisen kalibroinnin kullekin etenemismuodolle, kuten juoksulle, kävelylle, sauvakävelylle tai murtomaahiihdolle.
5 Edullisesti, laite on sovitettu käytettäväksi askelnavi-goinnissa. Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu toimimaan yhdessä altimetrin, satelliittinavigointilaitteiden ja/tai magnetometrin kanssa. Edelleen edulllisesti, laite on sovitettu vastaanottamaan ja/tai hyödyntämään kartta-10 tietokantatietoja ja/tai maaston kaltevuustietoja.
Keksinnön kolmannen piirteen mukaan tarjotaan liikkujan keskivartaloon sijoitettava laite siten, että laite käsittää edellä kuvatun laitteen liikkujan etenemisen mittaami-15 seksi. Edullisesti, liikkujan keskivartaloon sijoitettava laite on sijoitettu liikkujan asusteeseen, päähineeseen, kaulaan, taskuun tai vyöhön.
Keksinnön neljännen piirteen mukaan tarjotaan liikkujan 20 näyttölaite siten, että liikkujan näyttölaite on sovitettu toimimaan yhdessä edellä kuvatun liikkujan etenemistä mit- taavan laitteen kanssa.
Keksinnön viidennen piirteen mukaan tarjotaan järjestelmä 25 liikkujan etenemisen mittaamiseksi siten, että järjestelmä ^ käsittää edellä kuvatun laitteen liikkujan etenemisen mit- o c\i taamiseksi sekä yhdessä tämän laitteen kanssa toimimaan ^ sovitetun liikkujan näyttölaitteen. Edullisesti, mainittu c\] laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi sekä mainittu 30 liikkujan näyttölaite on integroitu yhdeksi laitteeksi.
CL
O
CO
oo Piirustusten lyhyt selitys i^.
o o
CM
13
Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia toteutustapoja selostetaan yksityiskohtaisesti viitaten esimerkinomaisesti oheisiin kuviin, joista: kuva 1 esittää kaavakuvaa keksinnön mukaisesta mittaus-5 laitteistosta, kuva 2 esittää kuvaa keksinnön mukaisesta mittausyksiköstä, ja kuva 3 esittää kuvaa keksinnön mukaisesta vaihtoehtoisesta mittausyksiköstä.
10
Keksinnön yksityiskohtainen selitys
Kuvassa 1 on esitetty kaavakuva keksinnön mukaisesta mittauslaitteistosta. Laitteisto voi koostua mittaus- 1, tal-15 lennus- 2 ja näyttöyksiköstä 3. Nämä kommunikoivat toistensa kanssa langattomasti tai langallisesti. Osa yksiköistä tai kaikki voivat olla integroituneina samaan koteloon tai yksikköön. Mittausyksikkö kiinnitetään ihmiskehon läheisyyteen kuten esimerkiksi keskivartalon läheisyyteen. 20 Tyypillisesti mittausyksikkö on sijoitettu liikkujan vaatetukseen, kuten esimerkiksi asusteeseen, päähineeseen, kaulaan, taskuun tai keskivartalon läheisyyteen i.e. kehon painopisteen lähelle esimerkiksi vyöhön. Näyttöyksikkö on tyypillisesti hyvin näkyvällä paikalla. Se voi olla esim. 25 integroituna mittaus- tai tallennusyksikköön tai olla ^ erillisenä. Se voi myös olla osana kelloa, satelliitti- o c\J navigaattoria, mobiilitermmaalia, radiovastaanotmta, Y soitinta tai vastaavaa. Mittauslaitteiston mahdolliset c\j kalibrointitiedot tallennetaan yhdessä tai useammassa ^ 30 yksikössä.
CL
O
CO
oo Kuvassa 2 on esitetty kuva keksinnön mukaisesta mittausyk- o siköstä. Mittausyksikkö 1 voi käsittää 1-...3-akselisen ^ kiihtyvyysanturin 4, kiihtyvyystiedon analyysi- ja diag- 35 nostiikkayksikön 5, haihtuvan ja haihtumattoman muistin 6, 14 kommunikointiyksikön 7 ja tehonsyöttöyksikön 8, esim. pariston, akun, harvesterin tai vastaavan. Analyysiyksikkö voi esimerkiksi olla mikroprosessori- tai DSP-pohjainen (DSP, Digital Signal Processor). Muistiin tallennetaan 5 esimerkiksi käyttäjä-, kalibrointi-, mittaus- ja muut lokitiedot. Kommunikointiyksikkö käsittää esimerkiksi siirtoprotokollan generoijan, tarvittavan liittimen tai radiolähettimen, vastaanottimen ja antennin.
10 Mittausyksikkö voidaan sijoittaa kiinnitetään ihmiskehon läheisyyteen kuten esimerkiksi keskivartalon läheisyyteen i.e. kehon painopisteen lähelle. Tyypillisesti mittausyksikkö on sijoitettu liikkujan vaatetukseen, kuten esimerkiksi asusteeseen, päähineeseen, kaulaan taskuun tai vyö-15 hön.
Kuvassa 3 on esitetty kuva keksinnön mukaisesta vaihtoehtoisesta mittausyksiköstä. Jos vauhdin ja kuljetun matkan lisäksi halutaan tietää kuljettu reitti, voidaan vaihtoeh-20 toiseen mittausyksikköön lisätä 2- tai 3-akselinen magnetometri 11 jokaisen askeleen tai silloin tällöin tapahtuvaan kompassisuunnan määrittämiseen.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa mitataan yhdessä tai 25 useammassa suunnassa etenemisen syklisen liikkeen kiihty- q vyyttä. Kunkin askeljakson aikana mitatuista pystykiihty- o c\i vyyden arvoista määrätään positiiviselle puolijakson eli i ^ kiihdytysvaiheen ajalle sijoittuva karakteristinen maksi-
CM
cm mikiihtyvyys amax sekä vastaavasti negatiiviselle puoli- x £ 30 jakson eli jarrutusvaiheen ajalle sijoittuva karakteristi- ^ nen minimikiihtyvyys amin .
oo
LO
o ^ Karakteristisen maksimikiihtyvyyden amax sekä karakteris tisen minimikiihtyvyyden amin arvoiksi määrätään nollasta 35 selvästi poikkeavat kiihtyvyydet, jolloin kiihtyvyysantu- 15 rin nollapistevirheellä tai kallistuksen aiheuttamalla gravitaation kytkeytymisellä mittaussignaaliin on minimaalinen vaikutus, koska ne ovat arvoja a v ja a- selvästi pienempiä.
5
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa karakteristinen maksimi-kiihtyvyys amax sekä karakteristisen minimikiihtyvyys amin voidaan määrätä esimerkiksi suoraan kiihtyvyysanturin raakadatasta mitatun pystykiihtyvyyden arvon maksimina ja/tai 10 miniminä. Vaihtoehtoisesti keksinnön mukaisessa ratkaisussa arvot a v ja a - voidaan määrätä suodattamalla kiihty-vyysanturin signaali ain analogisesti esimerkiksi signaalia ain mekaanisesti vaimentamalla.
15 Edelleen vaihtoehtoisesti keksinnön mukaisessa ratkaisussa arvot a v ja a - voidaan määrätä suodattamalla kiihty-vyysanturin signaali ain digitaalisesti esimerkiksi RC-suodattimen avulla. Tällöin digitaalisessa suodatuksessa käytettävä funktio ensimmäisen asteen suodatuksessa voisi 20 olla esimerkiksi: ^out =ain/^ + {f/fo)2], missä /= taajuus ja f0= -3dB:n rajataajuus ja tästä suo-o ^ datetusta signaalista arvot amax ja amill voidaan määrätä ^ esimerkiksi suodatetun kiihtyvyysarvon maksimina ja/tai c\] 25 miniminä.
x tr Q_
Edelleen vaihtoehtoisesti keksinnön mukaisessa ratkaisussa co °2 arvot a v ja a - voidaan määrätä suodattamalla kiihty- uJ max -> mm -a 1^- o o vyysanturin signaali ain digitaalisesti painottamalla.
30 Tällöin digitaalisessa painotetussa suodatuksessa käytettävä funktio voisi olla esimerkiksi: 16 aou,(«) = (1-k)*aout (n -1)+ain * k , missä n kuvaa n: tä näytettä ja έ on painotuskerroin.
Edelleen vaihtoehtoisesti keksinnön mukaisessa ratkaisussa 5 arvot a v ja a voidaan määrätä käyttämällä mitatusta kiihtyvyysarvosta laskettua positiivisen ja/tai negatiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevaa keskiarvoa .
10 Askeleeseen käytetty aika Tstep saadaan mitatuista pysty- kiihtyvyysarvoista saadun kiihtyvyyskäyrän kahden ekviva-lenttisen pisteen, kuten esimerkiksi maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, välisenä aikana. Vastaavasti askeleen maakontaktiin käytetty aika Tc saa-15 daan mitatuista pystykiihtyvyysarvoista saadusta kiihty-vyyskäyrästä kiihtyvyyden nolla-arvon ajallisen pituuden perusteella.
Juoksussa on todettu, että nopeus on verrannollinen kontak-20 tiajan käänteislukuun sekä ponnistuksessa tuotettuun voimaan. Koska kehon pystykiihtyvyyden keskiarvo on nolla, T< ' ^max + (Tstep -T()· Ctmm =0, o saadaan etenemisnopeus v pystykiihtyvyyden karaktensti-
CSJ
^ 25 sesta maksimikiihtyvyydestä amax , ts.
CM f \ ^max 1 χ a , lS r V~k- —p--fref ' 0 1 step
CO
CO \ ) tn ' h-· o o missä g on gravitaation aiheuttama kiihtyvyys, fref on referenssitaajuus ja karakteristinen maksimikiihtyvyys amax 17 on vahvasti, esimerkiksi rajataajuudella f0= 6 Hz, suodatetun pystykiihtyvyyden maksimiarvo. Keskivartalon tai muun kehonosan karakteristinen maksimikiihtyvyys amax on juoksussa hyvä mittari etenemisnopeudelle.
5 Kävelyssä nopeus saadaan pystykiihtyvyyden karakteristisesta minimikiihtyvyydestä amin, ts.
v ~ k J\a .
10 Kertoimet k riippuvat jonkin verran kiihtyvyystiedon suodatuksen rajataajuudesta. Keskivartalon tai muun kehonosan karakteristinen minimikiihtyvyys amin on kävelyssä hyvä mittari etenemisnopeudelle.
15 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa askeleen askelpituus sstep voidaan laskea kaavasta:
V — y T
° step step f ja vastaavasti askelten askeltiheys eli kadenssi fstep voidaan laskea kaavasta:
20 f =1 IT
u J step Li step * o o Keksinnön mukaisessa ratkaisussa juoksu ja kävely voidaan Λ erottaa toisistaan askeltiheyden ja etenemisnopeuden peruses teella. Pienillä juoksunopeuksilla voidaan käyttää epäline-
CVJ
x 25 aarista mallia ja sovittaa juoksu ja kävely toisiinsa, cc
CL
o co Keksinnön mukaisessa ratkaisussa askelten lukumäärä n oo ^ voidaan laskea mitatuista kiihtyvyysarvoista saatujen ^ kiihtyvyyskäyrän ekvivalenttisten pisteiden, kuten esimer- 30 kiksi maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, lukumäärän n perusteella. Edelleen keksinnön 18 mukaisessa ratkaisussa kuljettu matka s voidaan laskea askelten askelpituuksien summana: n s = Y,sstep(i) .
z'=l 5 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voidaan käyttää yksittäistä yksiakselista kiihtyvyysanturia ja näin edellä esitettyjen kaavojen laskenta on yksinkertaisia toteuttaa esimerkiksi mikrokontrollerilla. Tämä mahdollistaa pienikokoisen, halvan ja vähävirtaisen anturiratkaisun, jolla saavutetaan 10 kuluttajatuotteissa tarvittava tarkkuus. Suhteellinen virhe on yli kilometrin matkoilla pienempi kuin 10% ilman yksilöllistä kalibrointia.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voidaan käyttää myös moni-15 akselista kiihtyvyysanturia, jonka avulla esimerkiksi paikallaan juoksu voidaan diagnostisoida.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voidaan käyttää myös 2-akselista magnetometria, jonka avulla saadaan jokaisen 20 askeleen pituus ja suunta. Koska kehon kallistus on suhteellisen vakio on kallistuskompensointikin. Suunnan ja matkan kalibrointi voidaan tehdä juoksemalla edestakaisin sama suora.
i^.
o 25 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kiihtyvyysanturin nolla- t!. pistevirheellä tai kallistuksen aiheuttamalla gravitaation kytkeytymisellä mittaussignaaliin on minimaalinen vaikutus c\j nopeusestimaattiin, kun käytetään karakteristista maksimi-cc kiihtyvyyttä amax ja sekä karakteristista minimikiihty-o
CO
oo 30 vyyttä amin, jotka verrattuna näihin ovat suuria lukuja.
i^.
o Etenemismuodot, esimerkiksi kävely, juoksu ja hiihto voi- ^ daan erottaa tosistaan karakteristisen maksimikiihtyvyyden 19 amax, karakteristisen minimikiihtyvyyden amin, ja/tai askeltiheyden perusteella.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa askeljaksojen aikana 5 mitatuista kiihtyvyysarvoista määrätään kullekin askeljak-solle karakteristisen maksimikiihtyvyyden ja karakteristisen minimikiihtyvyyden arvot amax ja amia, joiden avulla yksinkertaisella aritmetiikalla, esimerkiksi polynomia käyttäen, voidaan pienellä tehonkulutuksella laskea 10 nopeus, askeliheys, askelpituus ja matka.
Järjestelmä antaa jo kalibroimattomana hyvän tarkkuuden. Tarkkuuden parantamiseksi voidaan tehdä yksilöllinen kalibrointi eri liikuntamuodoille, esim. juoksulle, käve-15 lylle, sauvakävelylle tai murtomaahiihdolle. Tämä voidaan tehdä tunnetulla matkalla yhtä tai useampaa nopeutta käyttäen. Toistamalla kalibrointi pienenee satunnaisten virheiden tuottama nopeus ja matkavirhe, jolloin tarkkuus kasvaa entisestään. Uusi kalibrointitieto voidaan lisätä 20 vanhaan sopivasti digitaalisesti suodattamalla. Lisäksi tieto karakteristisen maksimikiihtyvyyden ja karakteristisen minimikiihtyvyyden arvoista amax ja amin voidaan yhdistää kontaktiaikatietoon, altimetristä saatavaan korkeuden muutos ja maaston kaltevuustietoon ja/tai satelliittinavi- i^. 25 gointiin tarkkuuden edelleen parantamiseksi.
o o
(M
Lisäämällä askeltietoon magnetometristä saatava kompassi- i cvi suunta, saadaan täydellinen askelnavigointiyksikkö. Magne- x tometri voidaan kalibroida esim. kiertymällä pystyakselin
CL
30 ympäri. Asennuksen suuntavirhe voidaan kalibroida pois o 2 esimerkiksi kulkemalla valittu kalibrointireitti edesta- m ^ kaisin. Yhdistämällä tämä navigointiyksikkö satelliittina- o ^ vigointiin saadaan absoluuttikoordinaattitieto. Yhdistä mällä navigointiyksikkö karttatietokantaan ja altimetriin 35 tarkkuus paranee entisestään, koska korkeuden ja sen muu- 20 toksen perusteella voidaan tehdä koordinaattien ja liikkeen plausibiliteettitarkastuksia.
Varsinaista mittaussuuntaa vastaan kohtisuoraan olevaa 5 kiihtyvyysanturisignaalia käyttäen saadaan mittari etenemisen tehokkuudelle.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa yksi- tai moniakselisen kiihtyvyysanturin antamia karakteristisen maksimikiihty-10 vyyden ja karakteristisen minimikiihtyvyyden arvoja amax ja amhi ja/tai maksimi- ja/tai minimikiihtyvyysarvoja voidaan käyttää henkilön etenemisnopeuden estimoimiseksi. Kiihtyvyysanturin signaalin voidaan suodattaa sopivasti mekaanisen, elektronisen, analogisen ja/tai digitaalisen 15 suodattamisen avulla niin, että nopeuden estimaatti on mahdollisimman tarkka ja luotettava. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa nopeudesta ja toisiaan seuraavien maksimien-tai minimien aikaerosta voidaan laskea askelaika, askel-tiheys, askelpituus ja askelista kumuloitu matka.
20
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kävely, juoksu ja hiihto tai muu etenemistapa voidaan erottaa toisistaan esimerkiksi keskivartalon maksimi- ja minimikiihtyvyyden, karakteristisen maksimikiihtyvyyden ja karakteristisen minimi- 25 kiihtyvyyden arvojen amax ja amin ja/tai askeltiheyden o ^ perusteella.
cm Keksinnön mukaisessa ratkaisussa keskivertoihmisen juoksun
CM J
x ja kävelyn parametreja voidaan hyödyntää ilman yksilöllis-
CC
Q_ 30 tä mittausjärjestelmän kalibrointia. Mittausjärjestelmä o £3 voidaan kalibroida yhdellä tai useammalla nopeudella tn ^ tapahtuvan yksilöllisen kalibroinnin avulla tietylle ete- o cm nemistavalle, kuten esimerkiksi juoksulle ja kävelylle.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa mittausjärjestelmän 35 kalibrointi voidaan toistaa siten, että uusi tieto yhdis- 21 tetään vanhaan digitaalisesti suodattamalla. Mittausjärjestelmän tarkkuutta voidaan lisätä yhdistämällä maksimi-ja minimikiihtyvyystietoon kontaktiaikatieto.
5 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa jokaisen askeleen tai silloin tällöin tapahtuva kuljetun matkan suunta voidaan määrittää yhdistämällä nopeuden estimaattiin 2- tai 3-akselisesta magnetometristä saatava kompassisuunta. Magnetometrin ja asennussuuntavirhe voidaan kompensoida kierty-10 mällä pystyakselin ympäri sekä kulkemalla valittu kalib-rointireitti edestakaisin.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa etenemisen tehokkuus voidaan arvioida yhdistämällä karakteristisen maksimikiihty-15 vyyden ja karakteristisen minimikiihtyvyyden arvojen amax ja amin ja/tai maksimi- ja minimikiihtyvyysarvojen tietoon niitä vastaan kohtisuoraan mitatun kiihtyvyyden arvot.
Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen avulla saavute-20 taan parhaiden yllä esitettyjen menetelmien tarkkuus huomattavasti yksinkertaisemman toteutusratkaisun avulla, käyttäen yhtä kiihtyvyysanturia ilman kallistuskompensoin- tia.
25 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen avulla vältetään i^.
§ aikaisempien järjestelmien mutkikkaat algoritmit ja pääs-
CSJ
^ tään alhaisiin kustannuksiin ja virrankulutukseen sekä ^ pieneen kokoon.
CM
X
cc Q- 30 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen alhainen virranpa kulutus mahdollistaa pienen pariston ja sen pitkän käyttö- oo ajan tai jopa paristottoman ratkaisun, joka perustuu mitt-o ° ausyksikössä tapahtuvaan esim. liike-energian talteenot toon (eng. harvesting).
35 22
Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen yksinkertainen mittausalgoritmi mahdollistaa laskennan tekemisen kokonaisuudessaan mittausyksikössä, mikä vähentää tiedonsiirron tarvetta mittausyksiköstä ja siten radioliikennettä hyö-5 dyntävän tiedonsiirron tehonkulutusta.
Keksinnön mukaisen ratkaisun mittausyksikön pieni koko mahdollistaa sen sijoittamisen esimerkiksi liikkujan vaatetukseen, kuten esimerkiksi asusteeseen, päähineeseen, 10 kaulaan, taskuun tai keskivartalon läheisyyteen i.e. kehon painopisteen lähelle esimerkiksi vyöhön. Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu esim. sekä nopeaan ja hitaaseen juoksuun, erivauhtiseen kävelyyn, sauvakävelyyn, murtomaahiihtoon, mäenlaskuun, rullahiihtoon, rullaluisteluun sekä 15 luisteluun.
Keksinnön mukaisen menetelmää ja laitetta voidaan käyttää etenijän nopeuden, askelpituuden ja kuljetun matkan mittaamiseen yksiakselisen vertikaalisen kiihtyvyysanturin anta-20 mien kehon maksimi- ja minimikiihtyvyysarvojen ja/tai karakteristisen maksimikiihtyvyyden ja karakteristisen minimikiihtyvyyden arvojen amax ja amin avulla. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kiihtyvyyssignaali voidaan suodattaa optimaalisesti siten, että kiihtyvyyssignaali antaa 25 mahdollisimman hyvän kuvan nopeudesta.
h-· o o , Keksinnön mukaisessa ratkaisussa liikkujan etenemistavat, "T kuten kävely ja juoksu voidaan erottaa toisistaan kadenssin
CM
^ ja etenemisnopeuden avulla. Keksinnön mukaisessa rat- x £ 30 kaisussa voidaan keskivertoihmisen juoksun ja kävelyn o parametreja hyödyntää ilman yksilöllistä mittausjärjestelmän S kalibrointia. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa N· o yhden pisteen mittausjärjestelmän kalibroinnin kävelylle ja
CM
juoksulle.
35 23
Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa paikallan juoksun diagnostisoinnin pitkittäiskyyhtyvyysanturilla. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa jokaisen askeleen ja kuljetun matkan suunnan määritys kaksi- tai kolmiakselisella 5 kompassilla. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa kompassin asennusvirheen kalibroinnin kulkemalla sama matka edestakaisin.
i^.
o o
C\J
CM
CM
X
cc
CL
o 00 00 m o o
CM

Claims (37)

1. Menetelmä liikkujan etenemisen mittaamiseksi, tunnettu siitä, että vähintään yksi seuraavista 5 liikkujan etenemistä kuvaavista suureista: nopeus, askel-tiheys, askelten lukumäärä, askelpituus, matka ja etenemistapa, lasketaan kiihtyvyysanturin avulla mitattujen kehon pystykiihtyvyyden arvojen sekä mitatun ajan avulla niin, että mitatuista kehon pystykiihtyvyyden arvoista 10 määrätään askeljaksokohtaiset positiiviselle puolijakson eli kiihdytysvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset maksimikiihtyvyydet ö]nax , jotka saadaan digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajn askeljakso-kohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen 15 aikojen yli olevina keskiarvoina, sekä vastaavasti askel-jaksokohtaiset negatiiviselle puolijakson eli jarrutusvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset minimikiihtyvyydet ömin , jotka saadaan digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina negatiivi-20 sen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina .
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisessa suodatuksessa o 25 käytettävä funktio on: o J n /r- σ> ao,„ VL1 + missä / on taajuus ja /0 sopivasti valittu rajataajuus. X tr CL
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - co 30. e t t u siitä, että askeljaksokohtaiset karakteristiset I'-- o maksimikiihtyvyydet antax saadaan digitaalisesti painote- <M tusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ahl askeljaksokohtaisina maksimeina ja karakteristiset minimi- kiihtyvyydet amin saadaan digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajn askeljaksokoh- taisina minimeinä siten, että digitaalisessa painotetussa suodatuksessa käytettävä funktio on: 5 aou, (») = 0 - kV aou, («-!)+ ain * k i missä n kuvaa n: tä näytettä ja k on painotuskerroin.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askeljaksokohtaiset karakteristiset 10 maksimikiihtyvyydet amax saadaan digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ain askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet amin saadaan digitaalisesti paino-15 tetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajn askeljaksokohtaisina negatiivisen puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina siten, että digitaalisessa painotetussa suodatuksessa käytettävä funktio on: 2. aom {n) = (l - k)*amil {n -1) + ain * k , missä n kuvaa n: tä näytettä ja k on painotuskerroin.
5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-4 mukainen oo ....... o menetelmä, tunnettu siitä, että nopeus v laske- CVI , 25 taan pystykiihtyvyyden karakteristisisten maksimikuhty- o ' vyyksien amax avulla seuraavasti: c fl|liax +i ^ l£ f O V ~ ' rj, J ret ' rr\ i 00 5,ep fe l J o o CM missä g on gravitaation aiheuttama kiihtyvyys, fref on referenssitaajuus ja karakteristinen maksimikiihtyvyys amm on sopivasti valitulla rajataajuudella f0 suodatetun pys- tykiihtyvyyden maksimiarvo. 5
6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nopeus v lasketaan pystykiihtyvyyden karakteristisisten minimikiihty-vyyksien amitt avulla seuraavasti:
7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikkujan etenemistä kuvaavia suureita laskettaessa askeleeseen käytetty 15 aika T saadaan mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista saadun kiihtyvyyskäyrän kahden ekvivalenttisen pisteen, kuten maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, välisenä aikana.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että askeleen askelpituus s lasketaan kaavasta: oo v =v*T O step step ' O (M σ> 9 25
9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askelten askeltiheys f las- ί ketään kaavasta: CO f =1 IT . 00 *' slep step IT) 1^. o o ^ 30
10. Patenttivaatimuksen 7, 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että askeleiden lukumäärä n lasketaan mitatuista pystykiihtyvyyden arvoista saatujen kiihtyvyyskäyrän ekvivalenttisten pisteiden, kuten esimerkiksi maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, lukumäärän n perusteella.
11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 7-10 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että kuljettu matka s lasketaan askelten askelpituuksien summana: n * = Σ · M
12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-11 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä erotetaan toisistaan etenemismuodot, kuten kävely, juoksu ja hiihto, maksimi- ja minimikiihtyvyyden, karakteristisen maksimi- ja minimikiihtyvyyden arvojen anmx ja amin ja/tai 15 askeltiheyden perusteella.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä tehdään yksilöllinen kalibrointi kullekin etenemismuodolle, kuten juoksulle, 20 kävelylle, sauvakävelylle tai murtomaahiihdolle.
14. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä on sovitettu käytettäväksi askelnavigoinnissa. 00 § 25 (M
^ 15. Laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi, t u n - o 1. e t t u siitä, että laite on sovitettu mittaamaan mini- mikiihtyvyyttä ja aikaa siten, että vähintään yksi seuraa-Ee q- vxsta liikkujan etenemistä kuvaavista suureista: nopeus, 30 askeltiheys, askelten lukumäärä, askelpituus, matka ja oo etenemistapa, lasketaan kiihtyvyysanturin avulla mitattu-o ^ jen kehon pystykiihtyvyyden arvojen sekä mitatun ajan avul la niin, että laite on sovitettu määrittämään mitatuista kehon pystykiihtyvyyden arvoista askeljaksokohtaiset posi- tiiviselle puolijakson eli kiihdytysvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset maksimikiihtyvyydet amx digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ahl askeljaksokohtaisina positiivisen puolijakson aikana 5 valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina sekä vastaavasti askeljaksokohtaiset negatiiviselle puolijakson eli jarrutusvaiheen ajalle sijoittuvat karakteristiset minimi-kiihtyvyydet amin digitaalisesti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ahl askeljaksokohtaisina negatiivisen 10 puolijakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina .
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnet -t u siitä, että laite on sovitettu käyttämään digitaali- 15 sessa suodatuksessa funktiota: ao„, = a„,/Vt + i/Z/o)2]' missä f on taajuus ja f0 sopivasti valittu rajataajuus.
17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnet -20 t u siitä, että laite on sovitettu määrittämään askeljaksokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet amax digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajn askel jaksokohtaisina maksimeina ja karakte-00 o o ristiset minimikiihtyvyydet amin digitaalisesti painotetus- o 25 ti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajn askelia jaksokohtaisina minimeinä siten, että laite on sovitettu ir käyttämään digitaalisessa painotetussa suodatuksessa funk- CL 0 tiota: uo aOM (n) = (l - k)*aOM (n -1)+ aw * k , o o 3 0 missä n kuvaa n·, ta näytettä ja κ on painotuskerrom.
18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laite on sovitettu määrittämään askeljak-sokohtaiset karakteristiset maksimikiihtyvyydet ömax digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin 5 signaalien aju askel jaksokohtaisina positiivisen puoli jakson aikana valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina ja karakteristiset minimikiihtyvyydet ömjn digitaalisesti painotetusti suodatettujen kiihtyvyysanturin signaalien ajH askeljaksokohtaisina negatiivisen puolijakson aikana 10 valittujen aikojen yli olevina keskiarvoina siten, että laite on sovitettu käyttämään digitaalisessa painotetussa suodatuksessa funktiota: αΛη)=^-*)*αο,λη-λ)+α* *k missä n kuvaa n ·. tä näytettä ja k on painotuskerroin. 15
19. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-18 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu laskemaan nopeuden v pystykiihtyvyyden karakteristisis-ten maksimikiihtyvyyksien amax avulla seuraavasti: f a Λ max _μ j 20 v*k- dl--/„ , 1 step v 00 o ^ missä g on gravitaation aiheuttama kiihtyvyys, fref on i O) , ..... o referenssitaajuus ja karakteristinen maksimikuhtyvyys amax on sopivasti valitulla rajataajuudella f0 suodatetun pys- X IX 25 tykuhtyvyyden maksimiarvo, o CO CO
20. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-18 mukai-o ^ nen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitet tu laskemaan nopeuden v pystykiihtyvyyden karakteristisis-30 ten minimikiihtyvyyksien amin avulla seuraavasti: vKk- VÖ
21. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-20 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitet- 5 tu määrittämään liikkujan etenemistä kuvaavia suureita laskettaessa askeleeseen käytetty aika Tsl mitatuista pys- tykiihtyvyyden arvoista saadun kiihtyvyyskäyrän kahden ekvivalenttisen pisteen, kuten maksimin, minimin tai tietyn arvon ylityksen tai alituksen, välisenä aikana. 10
22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laite on sovitettu laskemaan askeleen askelpituuden s kaavasta: s = v * T step step 15
23. Patenttivaatimuksen 21 tai 22 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu laskemaan askelten askeltiheyden / kaavasta: f = \/T . J step step 20
24. Patenttivaatimuksen 21, 22 tai 23 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu laskemaan qq askeleiden lukumäärän n mitatuista pystykiihtyvyyden o o arvoista saatujen kiihtyvyyskäyrän ekvivalenttisten pis- σ> 25 teiden, kuten esimerkiksi maksimin, minimin tai tietyn i T- arvon ylityksen tai alituksen, lukumäärän n perusteella. x cc
25. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 21-24 mukai-o g nen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitet un ^ 30 tu laskemaan kuljetun matkan 5 askelten askelpituuksien o cm summana: n Ä=ZWz') · i=I
26. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-25 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu erottamaan toisistaan etenemismuodot, kuten kävely, 5 juoksu ja hiihto, maksimi- ja minimikiihtyvyyden, karakteristisen maksimi- ja minimikiihtyvyyden arvojen amax ja cimin ja/tai askeltiheyden perusteella.
27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen laite, tunnet -10 t u siitä, että laite on sovitettu tekemään yksilöllisen kalibroinnin kullekin etenemismuodolle, kuten juoksulle, kävelylle, sauvakävelylle tai murtomaahiihdolle.
28. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-27 mukai-15 nen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu käytettäväksi askelnavigoinnissa.
29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laite on sovitettu toimimaan yhdessä 20 altimetrin, satelliittinavigointilaitteiden ja/tai magnetometrin kanssa.
30. Patenttivaatimuksen 28 tai 29 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu vastaan- 25 ottamaan ja/tai hyödyntämään karttatietokantatietoja oo g ja/tai maaston kaltevuustietoja. (M CD
31. Liikkujan keskivartaloon sijoitettava laite, t u n - n e t t u siitä, että laite käsittää jonkin edellä olevan X dl 30 patenttivaatimuksen 15-30 mukaisen laitteen liikkujan ete- g nemisen mittaamiseksi, oo LO o
32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen laite, tunnet - c\i t u siitä, että liikkujan keskivartaloon sijoitettava laite on sijoitettu liikkujan asusteeseen, taskuun tai vyöhön.
33. Liikkujan pään alueelle sijoitettava laite, t u n - 5. e t t u siitä, että laite käsittää jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-30 mukaisen laitteen liikkujan etenemisen mittaamiseksi.
34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen laite, tunnet -10 t u siitä, että liikkujan pään alueelle sijoitettava laite on sijoitettu liikkujan päähineeseen tai kaulaan.
35. Liikkujan näyttölaite, tunnettu siitä, että liikkujan näyttölaite on sovitettu toimimaan yhdessä jon- 15 kin edellä olevan patenttivaatimuksen 15-30 mukaisen liikkujan etenemistä mittaavan laitteen kanssa.
36. Järjestelmä liikkujan etenemisen mittaamiseksi, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää jonkin 20 edellä olevan patenttivaatimuksen 15-30 mukaisen laitteen liikkujan etenemisen mittaamiseksi sekä yhdessä tämän laitteen kanssa toimimaan sovitetun liikkujan näyttölaitteen.
37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen järjestelmä, t u n -25 n e t t u siitä, että mainittu laite liikkujan etenemisen g mittaamiseksi sekä mainittu liikkujan näyttölaite on ^ integroitu yhdeksi laitteeksi. CT) cp X cc CL o CO CO m I'- o o C\J
FI20075830A 2007-07-11 2007-11-22 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi FI122712B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075830A FI122712B (fi) 2007-07-11 2007-11-22 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
CA2615214A CA2615214C (en) 2007-07-11 2007-12-18 Method and device for measuring the progress of a moving person
US12/000,998 US7962309B2 (en) 2007-07-11 2007-12-19 Method and device for measuring the progress of a moving person
PCT/FI2008/050355 WO2009007498A1 (en) 2007-07-11 2008-06-13 Method and device for measuring the progress of a moving person
JP2010515540A JP5344491B2 (ja) 2007-07-11 2008-06-13 動いている人の前進を測定するための方法、装置、ディスプレイ・ユニット、およびシステム
EP08775480.0A EP2165203B1 (en) 2007-07-11 2008-06-13 Method and device for measuring the progress of a moving person
US13/080,946 US8229700B2 (en) 2007-07-11 2011-04-06 Method and device for measuring the progress of a moving person

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075536 2007-07-11
FI20075536A FI20075536A0 (fi) 2007-07-11 2007-07-11 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
FI20075817A FI20075817A0 (fi) 2007-07-11 2007-11-16 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
FI20075817 2007-11-16
FI20075830 2007-11-22
FI20075830A FI122712B (fi) 2007-07-11 2007-11-22 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20075830A0 FI20075830A0 (fi) 2007-11-22
FI20075830A FI20075830A (fi) 2009-01-12
FI122712B true FI122712B (fi) 2012-06-15

Family

ID=38786759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20075830A FI122712B (fi) 2007-07-11 2007-11-22 Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7962309B2 (fi)
EP (1) EP2165203B1 (fi)
JP (1) JP5344491B2 (fi)
CA (1) CA2615214C (fi)
FI (1) FI122712B (fi)
WO (1) WO2009007498A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2924675A1 (en) 2014-03-26 2015-09-30 Spinnosport Oy Educational gadget, system and method for teaching correct exercise or its correct trajectory

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI121289B (fi) * 2007-04-13 2010-09-15 Vti Technologies Oy Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
FI122712B (fi) * 2007-07-11 2012-06-15 Vti Technologies Oy Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
JP5131908B2 (ja) * 2007-11-30 2013-01-30 任天堂株式会社 歩数算出プログラム、歩数算出装置、歩数算出システム、および歩数算出方法
US8150624B2 (en) 2008-11-11 2012-04-03 Northrop Grumman Systems Corporation System and method for tracking a moving person
JP5499500B2 (ja) * 2009-03-17 2014-05-21 セイコーエプソン株式会社 歩幅推定方法
DE102009028069A1 (de) * 2009-07-29 2011-02-10 Robert Bosch Gmbh Pedometer mit automatischer Schrittlängenanpassung, Verfahren zum Betrieb eines Pedometers und Verwendung des Pedometers
CH703381B1 (fr) 2010-06-16 2018-12-14 Myotest Sa Dispositif portable intégré et procédé pour calculer des paramètres biomécaniques de la foulée.
CN103429992B (zh) * 2010-10-15 2016-08-10 阿尔创新股份公司 用于测定自行车蹬车节奏和行进速度的传感器装置和方法
EP2476511B1 (de) 2011-01-14 2013-03-27 ARTIS GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen einer Werkzeugmaschine
US20130231889A1 (en) * 2012-03-01 2013-09-05 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for an inertial navigation system
US20140129177A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Motorola Mobility Llc Systems and Methods for Frequency-Based Stride Length Correction in a Pedometer Device
EP2951533A4 (en) * 2013-02-01 2016-08-10 Trusted Positioning Inc METHOD AND SYSTEM FOR VARIATING THE STEP LENGTH ASSESSMENT USING A NONLINEAR SYSTEM IDENTIFICATION
US9086281B1 (en) * 2013-05-21 2015-07-21 Amazon Technologies Using accelerometer data to determine movement direction
CN103411607B (zh) * 2013-08-30 2015-10-14 华中师范大学 行人步长估计及航位推算方法
KR102126506B1 (ko) * 2013-11-20 2020-06-25 삼성전자주식회사 보행자의 이동 방향 추정 방법, 상기 방법을 기록한 컴퓨터 판독 가능 저장매체 및 보행자 이동 방향 추정 장치.
KR20170045746A (ko) * 2014-09-18 2017-04-27 쿠니히로 시이나 레코딩 장치, 휴대 단말, 해석 장치, 프로그램 및 기억 매체
IT201600073275A1 (it) * 2016-07-13 2018-01-13 Lizel S R L Metodo per l’elaborazione e il calcolo di dati di movimento relativi ad un individuo da monitorare
JP6697567B2 (ja) * 2016-09-09 2020-05-20 旭化成株式会社 歩数計数装置、歩数計数方法、およびプログラム
US11875696B2 (en) 2017-08-29 2024-01-16 Slyde Analytics Llc Method and device for retrieving biomechanical parameters of a stride

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510944A (en) * 1982-12-30 1985-04-16 Porges Stephen W Method and apparatus for evaluating rhythmic oscillations in aperiodic physiological response systems
US4578769A (en) 1983-02-09 1986-03-25 Nike, Inc. Device for determining the speed, distance traversed, elapsed time and calories expended by a person while running
JPH0780115A (ja) 1993-09-10 1995-03-28 Matsushita Electric Works Ltd 運動量表示システム
US6539336B1 (en) 1996-12-12 2003-03-25 Phatrat Technologies, Inc. Sport monitoring system for determining airtime, speed, power absorbed and other factors such as drop distance
US6266623B1 (en) * 1994-11-21 2001-07-24 Phatrat Technology, Inc. Sport monitoring apparatus for determining loft time, speed, power absorbed and other factors such as height
US5583776A (en) 1995-03-16 1996-12-10 Point Research Corporation Dead reckoning navigational system using accelerometer to measure foot impacts
US6122960A (en) * 1995-12-12 2000-09-26 Acceleron Technologies, Llc. System and method for measuring movement of objects
CA2218242C (en) 1996-10-11 2005-12-06 Kenneth R. Fyfe Motion analysis system
US6122340A (en) 1998-10-01 2000-09-19 Personal Electronic Devices, Inc. Detachable foot mount for electronic device
US6298314B1 (en) 1997-10-02 2001-10-02 Personal Electronic Devices, Inc. Detecting the starting and stopping of movement of a person on foot
US6018705A (en) * 1997-10-02 2000-01-25 Personal Electronic Devices, Inc. Measuring foot contact time and foot loft time of a person in locomotion
US6301964B1 (en) 1997-10-14 2001-10-16 Dyhastream Innovations Inc. Motion analysis system
DE69921040T2 (de) * 1998-02-25 2006-03-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Verfahren und system zur leistungsmessung während einer übungsaktivität
FI108579B (fi) * 1999-05-28 2002-02-15 Polar Electro Oy Menetelmä ja mittausjärjestely juoksijan, kävelijän tai muun liikkuvan elävän kohteen nopeuden määrittämiseen
AU6121299A (en) * 1999-10-05 2001-05-10 Zeno Buratto S.P.A. A device for detecting motion data of a person and a method for processing said data, particularly for detecting the speed of said person
JP3543778B2 (ja) * 2000-10-16 2004-07-21 オムロンヘルスケア株式会社 歩数計
JP4126388B2 (ja) 2002-04-08 2008-07-30 カシオ計算機株式会社 歩行方向検出装置及びプログラム
US6813582B2 (en) 2002-07-31 2004-11-02 Point Research Corporation Navigation device for personnel on foot
FI118745B (fi) 2003-07-09 2008-02-29 Newtest Oy Automaattinen liikuntalajien tunnistusmenetelmä ja liikuntalajitunnistin
CH699042B1 (fr) 2005-08-08 2010-01-15 Suisse Electronique Microtech Procédé et dispositif de détermination de la vitesse d'un coureur.
US7237446B2 (en) 2005-09-16 2007-07-03 Raymond Chan System and method for measuring gait kinematics information
KR100703451B1 (ko) 2005-09-16 2007-04-03 삼성전자주식회사 개인 항법 기기에서 걸음 검출 장치 및 방법
US20070073514A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Walking analyzer
EP1770368B1 (en) 2005-10-03 2009-05-27 STMicroelectronics S.r.l. Pedometer device and step detection method using an algorithm for self-adaptive computation of acceleration thresholds.
US7467060B2 (en) * 2006-03-03 2008-12-16 Garmin Ltd. Method and apparatus for estimating a motion parameter
FI121289B (fi) * 2007-04-13 2010-09-15 Vti Technologies Oy Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
FI122712B (fi) * 2007-07-11 2012-06-15 Vti Technologies Oy Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2924675A1 (en) 2014-03-26 2015-09-30 Spinnosport Oy Educational gadget, system and method for teaching correct exercise or its correct trajectory

Also Published As

Publication number Publication date
FI20075830A0 (fi) 2007-11-22
CA2615214C (en) 2012-08-28
US20090018794A1 (en) 2009-01-15
US7962309B2 (en) 2011-06-14
US20110184693A1 (en) 2011-07-28
EP2165203B1 (en) 2019-06-12
EP2165203A4 (en) 2014-04-09
JP2010533287A (ja) 2010-10-21
CA2615214A1 (en) 2009-01-11
JP5344491B2 (ja) 2013-11-20
US8229700B2 (en) 2012-07-24
EP2165203A1 (en) 2010-03-24
WO2009007498A1 (en) 2009-01-15
FI20075830A (fi) 2009-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122712B (fi) Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
FI121289B (fi) Menetelmä ja laite liikkujan etenemisen mittaamiseksi
US6826477B2 (en) Pedestrian navigation method and apparatus operative in a dead reckoning mode
US5583776A (en) Dead reckoning navigational system using accelerometer to measure foot impacts
US9592013B2 (en) Method for determining an instant velocity of a user and for improving estimation of heart rate
EP2570771B1 (en) Route smoothing
Cavallo et al. A step toward GPS/INS personal navigation systems: real-time assessment of gait by foot inertial sensing
US20130196688A1 (en) Gps odometer
EP1134555A1 (en) Method for determining velocity and travelled distance of a pedestrian
WO2012089278A1 (en) Accelerometer data compression
WO2012045484A1 (en) Gps-calibrated pedometer
EP2378967A1 (en) Overall motion determination
KR20020001257A (ko) Ｇｐｓ와 관성센서를 이용한 개인 위치측정장치 및 방법
BE1015914A6 (nl) Inrichting voor het bepalen van de weg afgelegd door een persoon te voet.
Chen et al. An integrated GPS and multi-sensor pedestrian positioning system for 3D urban navigation
JP2008544782A (ja) 日常生活および／またはスポーツの練習中の人間のエネルギ消費にリンクされるデータの捕捉、処理、伝送の手順およびその装置
Li et al. A Pedestrian Dead Reckoning System Integrating Low-Cost MEMS Inertial Sensors and GPS Receiver.
Alvarez et al. Pedestrian dead reckoning with waist-worn inertial sensors
CN104432933B (zh) 一种行走定位鞋
CA2329368C (en) System and method for measuring movement of objects
EP2564160A1 (fr) Systeme perenne de localisation 3d d&#39;un individu en progression a l&#39;interieur d&#39;un batiment

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122712

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MURATA ELECTRONICS OY

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MURATA MANUFACTURING CO., LTD.